關(guān)鍵詞：智能魚缸，機(jī)智云，STM32單片機(jī)

目錄

1、功能實(shí)現(xiàn)2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5、APP設(shè)計(jì)和測(cè)試6、結(jié)論

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功能實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計(jì)是一款基于STM32的智能魚缸系統(tǒng)，使用傳感器獲取魚缸的關(guān)鍵信息，對(duì)信息進(jìn)行處理和上傳手機(jī)端，借助于智能化產(chǎn)品的強(qiáng)大功能將觀賞魚飼養(yǎng)的門檻降低，能夠讓系統(tǒng)用戶在飼養(yǎng)觀賞魚的同時(shí)體會(huì)到從傳統(tǒng)魚缸飼養(yǎng)中得不到的樂(lè)趣。

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系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

此款智能魚缸設(shè)計(jì)有如下功能：按鍵控制、溫度測(cè)量、Wi-Fi控制、模擬喂食、濁度檢測(cè)、光強(qiáng)檢測(cè)、屏幕顯示。

系統(tǒng)的整體連接圖如圖1所示。按鍵控制是通過(guò)按鍵操作實(shí)現(xiàn)魚缸進(jìn)行喂食、開關(guān)燈、換水、增氧。Wi-Fi控制是通過(guò)ESP8266-01S模塊和機(jī)智云平臺(tái)搭配使用，在手機(jī)端控制魚缸和進(jìn)行信息查詢。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3

系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理圖如圖2所示。采用的主控芯片型號(hào)為STM32F103C8T6，該芯片是意法半導(dǎo)體公司（ST）推出的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器，其封裝型號(hào)采用LQFP48。

該芯片RAM容量為20kB,ROM其容量為64kB，擁有的主要硬件資源為37個(gè)GPIO、2個(gè)ADC、4個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、2個(gè)I2C和3個(gè)USART。

04

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)上電后，程序從主函數(shù)運(yùn)行，對(duì)所需模塊進(jìn)行功能封裝。在主函數(shù)調(diào)用各個(gè)模塊運(yùn)行時(shí)需要相關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的調(diào)用和相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取。主函數(shù)流程圖如圖3所示。

主函數(shù)之外的其他軟件模塊包括：按鍵控制、光強(qiáng)獲取、OLED屏幕顯示和電機(jī)控制，具體如下：

01

按鍵控制

按鍵控制功能主要分兩部分，一是通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)魚缸的控制，二是通過(guò)按鍵進(jìn)行魚缸的配網(wǎng)。由于STM32具有大量的中斷資源，故采用中斷法實(shí)現(xiàn)按鍵的控制，以獲得更高的程序執(zhí)行效率。

02

光強(qiáng)獲取

光強(qiáng)獲取模塊功能主要是獲取光強(qiáng)數(shù)據(jù)。它將光敏傳感器模塊輸出的數(shù)據(jù)傳到STM32，經(jīng)STM32內(nèi)部ADC對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將數(shù)據(jù)在屏幕顯示并上傳至手機(jī)端，最后根據(jù)光強(qiáng)控制LED的亮滅。

03

OLED屏幕顯示

摘錄：OLED屏幕通過(guò)IIC協(xié)議與STM32通信。首選初始化IIC總線，之后初始化OLED，通過(guò)IIC總線向OLED發(fā)送指令和數(shù)據(jù)以初始化OLED顯示屏。初始化包括設(shè)置OLED顯示模式、對(duì)比度、亮度等參數(shù)。STM32獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并完成處理后，向OLED發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)OLED液晶顯示屏在對(duì)應(yīng)位置顯示相關(guān)信息。

5

機(jī)智云平臺(tái)設(shè)計(jì)

機(jī)智云平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能是將各傳感器數(shù)據(jù)上傳到手機(jī)端顯示，便可在手機(jī)上通過(guò)Wi-Fi下發(fā)指令控制智能魚缸。機(jī)智云平臺(tái)為開發(fā)者提供了自助式智能硬件開發(fā)工具與開放的云端服務(wù)，將智能硬件產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，快速實(shí)現(xiàn)智能化。

5.1創(chuàng)建數(shù)據(jù)點(diǎn)

使用機(jī)智云平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)時(shí)，首先要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)據(jù)點(diǎn)，并需要定義數(shù)據(jù)點(diǎn)的類型。設(shè)計(jì)通過(guò)機(jī)智云創(chuàng)建的數(shù)據(jù)點(diǎn)如表1所示。

表1機(jī)智云平臺(tái)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)點(diǎn)

5.2 機(jī)智云代碼移植流程

用機(jī)智云平臺(tái)創(chuàng)建好項(xiàng)目后，進(jìn)入到相關(guān)的界面，按照界面的提示進(jìn)行操作，它即可自動(dòng)幫助用戶生成Wi-Fi控制的相關(guān)代碼。在代碼包生成以后，需要對(duì)其中代碼進(jìn)行移植。只有將代碼移植到工程文件里面后，才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。機(jī)智云代碼的移植流程如圖4所示。

5.3 手機(jī)APP設(shè)計(jì)

手機(jī)APP是通過(guò)機(jī)智云平臺(tái)生成的。使用機(jī)智云平臺(tái)進(jìn)行APP生成的方法非常簡(jiǎn)單，不需要按照安卓APP開發(fā)那樣操作，對(duì)于不懂安卓應(yīng)用的開發(fā)者來(lái)說(shuō)是非常友好的。其配置流程如下：點(diǎn)擊創(chuàng)建移動(dòng)應(yīng)用；點(diǎn)擊右上方進(jìn)行APP界面設(shè)置，將創(chuàng)建的項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)聯(lián)，最后保存退出；進(jìn)入控制頁(yè)面選擇配網(wǎng)方式等，保存退出；點(diǎn)擊構(gòu)建應(yīng)用，等待應(yīng)用構(gòu)建完成，最終在手機(jī)端掃碼下載APP。各步驟操作及界面如圖5所示。

結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)基于STM32F103C8T6，實(shí)現(xiàn)了智能魚缸所需的溫度測(cè)量、Wi-Fi控制、喂食等功能。通過(guò)使用性價(jià)比較高的Wi-Fi模塊配合機(jī)智云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了手機(jī)端控制。